第1章 環(huán)境污染與內(nèi)燃機排放污染物

1、汽車排放與控制技術(shù)汽車排放與控制技術(shù)太原理工大學(xué)車輛工程系太原理工大學(xué)車輛工程系 1太原理工大學(xué)機械工程學(xué)院太原理工大學(xué)機械工程學(xué)院內(nèi)燃機排放與控制內(nèi)燃機排放與控制太原理工大學(xué)太原理工大學(xué)機械工程學(xué)院車輛工程系機械工程學(xué)院車輛工程系主講人：張翠平主講人：張翠汽車排放與控制技術(shù)汽車排放與控制技術(shù)太原理工大學(xué)車輛工程系太原理工大學(xué)車輛工程系 2太原理工大學(xué)機械工程學(xué)院太原理工大學(xué)機械工程學(xué)院教教 材材內(nèi)燃機排放與控制內(nèi)燃機排放與控制 張翠平張翠平 王鐵王鐵 機械工業(yè)出版社機械工業(yè)出版社汽車排放及控制技術(shù)汽車排放及控制技術(shù) 第第2版版 龔金科龔金科 人民交通出版社人民交通出

2、版社主要參考主要參考書書汽車排放與控制技術(shù)汽車排放與控制技術(shù)太原理工大學(xué)車輛工程系太原理工大學(xué)車輛工程系 3太原理工大學(xué)機械工程學(xué)院太原理工大學(xué)機械工程學(xué)院課程目的課程目的 汽車排放污染與控制技術(shù)課程是車輛工程專業(yè)一門重要的專業(yè)課程，其教學(xué)目的是：通過本課程的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生掌握汽車發(fā)動機三種有害氣體排放物即一氧化碳CO、碳氫化合物HC、氮氧化合物NOx及光化學(xué)煙霧和微粒的生成機理和影響因素，掌握發(fā)動機有害排放物控制的基本理論與方法、凈化技術(shù)和發(fā)展趨勢，主要包括汽油機和柴油機的機內(nèi)凈化技術(shù)、后處理凈化技術(shù)，掌握氣體污染物的測量原理和方法以及微粒的測量和分析。汽車排放與控制技術(shù)汽車排放與控制技術(shù)太

3、原理工大學(xué)車輛工程系太原理工大學(xué)車輛工程系 4太原理工大學(xué)機械工程學(xué)院太原理工大學(xué)機械工程學(xué)院 了解燃料性質(zhì)對排放的影響，了解車用汽油機污染物排放法規(guī)和車用柴油機排氣煙度及可見污染物排放法規(guī)，了解歐美等國家的排放法規(guī)及其最新發(fā)展。在學(xué)完本課程之后，應(yīng)具備分析和設(shè)計發(fā)動機排放控制技術(shù)的能力，能開展發(fā)動機排放污染及控制技術(shù)方面的研發(fā)工作。 汽車排放與控制技術(shù)汽車排放與控制技術(shù)太原理工大學(xué)車輛工程系太原理工大學(xué)車輛工程系 5太原理工大學(xué)機械工程學(xué)院太原理工大學(xué)機械工程學(xué)院學(xué)時分配學(xué)時分配 章節(jié)教學(xué)內(nèi)容學(xué)時1環(huán)境污染與內(nèi)燃機排放污染物22內(nèi)燃機排放污染物的生成機理與影響因素43汽油機機內(nèi)凈化技術(shù)44汽

4、油機后處理凈化技術(shù)45柴油機機內(nèi)凈化技術(shù)46柴油機后處理凈化技術(shù)47排放污染物的測試技術(shù)48汽車排放法規(guī)及測試規(guī)范39車用低排放燃料及新型動力系統(tǒng)3合計32汽車排放與控制技術(shù)汽車排放與控制技術(shù)太原理工大學(xué)車輛工程系太原理工大學(xué)車輛工程系 6太原理工大學(xué)機械工程學(xué)院太原理工大學(xué)機械工程學(xué)院第第1章章 環(huán)境污染與內(nèi)燃機排放污染物環(huán)境污染與內(nèi)燃機排放污染物1.1 環(huán)境污染與保護環(huán)境污染與保護1.2 環(huán)境空氣質(zhì)量標準環(huán)境空氣質(zhì)量標準1.3 大氣污染與汽車大氣污染與汽車 1.4 汽車發(fā)動機排放污染物及其危害汽車發(fā)動機排放污染物及其危害1.5 污染物的評定指標污染物的評定指標汽車排放與控制技術(shù)汽車排放與控

5、制技術(shù)太原理工大學(xué)車輛工程系太原理工大學(xué)車輛工程系 7太原理工大學(xué)機械工程學(xué)院太原理工大學(xué)機械工程學(xué)院 目前全球環(huán)境問題表現(xiàn)為森林植物破壞、水土嚴重流失、土地沙漠化擴大、生物多樣性減少、大氣污染日益嚴重、溫室效應(yīng)加劇、大氣臭氧層破壞、酸雨蔓延、能源危機、水污染加劇、各種自然災(zāi)害頻繁發(fā)生等等。總之，生態(tài)平衡遭破壞，環(huán)境嚴重惡化，將嚴重危害人體健康，發(fā)展下去最終將使自然界失去供養(yǎng)人類生存的能力。 因此環(huán)境問題己成為國際性熱點問題，引起人們的嚴重關(guān)注。 1.1 環(huán)境污染與保護環(huán)境污染與保護汽車排放與控制技術(shù)汽車排放與控制技術(shù)太原理工大學(xué)車輛工程系太原理工大學(xué)車輛工程系 8太原理工大學(xué)機械工程學(xué)院太原

6、理工大學(xué)機械工程學(xué)院 在諸多的環(huán)境問題中，大氣污染是一個十分嚴重的問題。世界上許多城市都曾出現(xiàn)過很嚴重的空氣污染事件。 1943年，美國洛杉磯市發(fā)生了世界上最早的光化學(xué)煙霧事件，此后，在北美、日本、澳大利亞和歐洲部分地區(qū)也先后出現(xiàn)這種煙霧。經(jīng)過反復(fù)的調(diào)查研究，直到1958年才發(fā)現(xiàn)，這一事件是由于洛杉磯市擁有的250萬輛汽車排氣污染造成的，這些汽車每天消耗約1600 t汽油，向大氣排放1000多噸碳氫化合物和400多噸氮氧化物，這些氣體受陽光作用，釀成了危害人類的光化學(xué)煙霧事件。 汽車排放與控制技術(shù)汽車排放與控制技術(shù)太原理工大學(xué)車輛工程系太原理工大學(xué)車輛工程系 9太原理工大學(xué)機械工程學(xué)院太原理工

7、大學(xué)機械工程學(xué)院 1952年12月倫敦上空受強冷空氣控制，形成逆溫層。大霧彌漫，連續(xù)四天煙霧籠罩，二氧化琉（SO2）濃度高達3.5mg/m3，顆粒物質(zhì)高達4.5mg/m3。成千上萬市民胸部憋悶，咳嗽嘔吐，心血管、呼吸系統(tǒng)疾病迅速上升，4天內(nèi)死亡4000多人，造成震驚世界的“倫敦?zé)熿F事件”。 汽車排放與控制技術(shù)汽車排放與控制技術(shù)太原理工大學(xué)車輛工程系太原理工大學(xué)車輛工程系 10太原理工大學(xué)機械工程學(xué)院太原理工大學(xué)機械工程學(xué)院汽車排放與控制技術(shù)汽車排放與控制技術(shù)太原理工大學(xué)車輛工程系太原理工大學(xué)車輛工程系 11太原理工大學(xué)機械工程學(xué)院太原理工大學(xué)機械工程學(xué)院 1955年格杉磯又出現(xiàn)“光化學(xué)煙霧事件

8、”，由于汽車排氣造成大氣中臭氧嚴重超標，使煙霧的濃度高達0.65ppm。造成大批森林枯黃死亡，成千上萬人得紅眼病，呼吸系統(tǒng)疾病迅速上升，65歲以上老人幾天內(nèi)死亡400多人。 這些典型的大氣污染事件表明，大氣污染與人類對能源的利用有著密切的關(guān)系。汽車排放與控制技術(shù)汽車排放與控制技術(shù)太原理工大學(xué)車輛工程系太原理工大學(xué)車輛工程系 12太原理工大學(xué)機械工程學(xué)院太原理工大學(xué)機械工程學(xué)院大氣污染分類按污染區(qū)域分類大氣污染局部污染區(qū)域性污染全球性污染汽車排放與控制技術(shù)汽車排放與控制技術(shù)太原理工大學(xué)車輛工程系太原理工大學(xué)車輛工程系 13太原理工大學(xué)機械工程學(xué)院太原理工大學(xué)機械工程學(xué)院局部污染出現(xiàn)在一個城市或更

9、小區(qū)域范圍出現(xiàn)在一個城市或更小區(qū)域范圍的空氣污染，如北京、廣州、蘭州等城市的空氣的空氣污染，如北京、廣州、蘭州等城市的空氣污染，其距離尺度一般小于污染，其距離尺度一般小于100km2。區(qū)域性污染范圍在范圍在500km2以上的地區(qū)出現(xiàn)以上的地區(qū)出現(xiàn)的空氣污染，以及這些污染物的跨國輸送，最典的空氣污染，以及這些污染物的跨國輸送，最典型的是酸雨問題，如北美、歐洲、中國西南三大型的是酸雨問題，如北美、歐洲、中國西南三大酸雨區(qū)。酸雨區(qū)。全球性污染污染范圍在數(shù)千污染范圍在數(shù)千km2以上的大以上的大氣環(huán)境問題，如溫室氣體排放引起的全球氣候變氣環(huán)境問題，如溫室氣體排放引起的全球氣候變化，以及空調(diào)制冷劑和有機溶

10、劑在使用中排放的化，以及空調(diào)制冷劑和有機溶劑在使用中排放的氯氟烴（氯氟烴（CFCS）對地球平流層臭氧的破壞等。）對地球平流層臭氧的破壞等。 汽車排放與控制技術(shù)汽車排放與控制技術(shù)太原理工大學(xué)車輛工程系太原理工大學(xué)車輛工程系 14太原理工大學(xué)機械工程學(xué)院太原理工大學(xué)機械工程學(xué)院大氣污染分類按大氣污染源人為污染源人為污染源天然污染源天然污染源生活污染源生活污染源工業(yè)污染源工業(yè)污染源交通污染源交通污染源汽車排放與控制技術(shù)汽車排放與控制技術(shù)太原理工大學(xué)車輛工程系太原理工大學(xué)車輛工程系 15太原理工大學(xué)機械工程學(xué)院太原理工大學(xué)機械工程學(xué)院天然污染源是指自然界向大氣排放污染物的地點或地區(qū)，如排放灰塵、二氧化

11、硫、硫化氫等污染物的活火山、自然逸出的瓦斯氣、土壤和巖石的風(fēng)化，以及發(fā)生森林火災(zāi)、地震等發(fā)生自然災(zāi)害的地方.汽車排放與控制技術(shù)汽車排放與控制技術(shù)太原理工大學(xué)車輛工程系太原理工大學(xué)車輛工程系 16太原理工大學(xué)機械工程學(xué)院太原理工大學(xué)機械工程學(xué)院 2010年4月22日晚，冰島埃亞菲亞德拉火山噴發(fā)出的黑煙汽車排放與控制技術(shù)汽車排放與控制技術(shù)太原理工大學(xué)車輛工程系太原理工大學(xué)車輛工程系 17太原理工大學(xué)機械工程學(xué)院太原理工大學(xué)機械工程學(xué)院冰島火山噴發(fā)冰島火山噴發(fā) 汽車排放與控制技術(shù)汽車排放與控制技術(shù)太原理工大學(xué)車輛工程系太原理工大學(xué)車輛工程系 18太原理工大學(xué)機械工程學(xué)院太原理工大學(xué)機械工程學(xué)院 人為

12、污染源按人們的社會活動功能可分為生活污染源、工業(yè)污染源、交通污染源等。其中交通運輸業(yè)是最主要的污染源之一，汽車、火車、輪船、飛機等交通工具都需要燃燒燃料，排放廢物，對大氣造成污染，其中以汽車為甚。 汽車成為主要的運輸和代步工具后，在提高社會生產(chǎn)效率，改善人們生活質(zhì)量的同時，也消耗了大量的能源，排放的尾氣也成了主要的交通污染源。與固定污染源相比，汽車尾氣排放的高度與人群呼吸帶相同，排出的污染物長時間在城市的街道、樓群中滯留，對人們健康的危害最直接?？梢哉f，汽車是一個流動的污染源。 汽車排放與控制技術(shù)汽車排放與控制技術(shù)太原理工大學(xué)車輛工程系太原理工大學(xué)車輛工程系 19太原理工大學(xué)機械工程學(xué)院太原理

13、工大學(xué)機械工程學(xué)院中華人民共和國環(huán)境保護法中華人民共和國環(huán)境保護法和和中華人民共和中華人民共和國大氣污染防治法國大氣污染防治法制定了制定了環(huán)境空氣質(zhì)量標準環(huán)境空氣質(zhì)量標準（GB3095-1996）我國評價空氣質(zhì)量好壞的科學(xué)依據(jù)我國評價空氣質(zhì)量好壞的科學(xué)依據(jù)1.2 環(huán)境環(huán)境空氣質(zhì)量標準空氣質(zhì)量標準汽車排放與控制技術(shù)汽車排放與控制技術(shù)太原理工大學(xué)車輛工程系太原理工大學(xué)車輛工程系 20太原理工大學(xué)機械工程學(xué)院太原理工大學(xué)機械工程學(xué)院 2012年根據(jù)經(jīng)濟社會發(fā)展狀況和環(huán)境保護要求，對該標準進行了適時修訂，環(huán)境空氣質(zhì)量標準（GB 3095-2012）規(guī)定了環(huán)境空氣功能區(qū)分類、標準分級、污染物項目、平均時

14、間及濃度限值、監(jiān)測方法、數(shù)據(jù)統(tǒng)計的有效性規(guī)定及實施與監(jiān)督等內(nèi)容。 GB 3095-2012分期實施的時間要求為：汽車排放與控制技術(shù)汽車排放與控制技術(shù)太原理工大學(xué)車輛工程系太原理工大學(xué)車輛工程系 21太原理工大學(xué)機械工程學(xué)院太原理工大學(xué)機械工程學(xué)院 GB3095-1996污染物項目包括二氧化硫SO2、總懸浮物顆粒TSP、可吸入顆粒物PM10、氮氧化物NOx、碳氧化物等， 總懸浮顆粒物(Total Suspended Particicular，TSP)：指能懸浮在空氣中，空氣動力學(xué)當量直徑100m的顆粒物。 可吸入顆粒物(Particular matter less than10m，PM10)：指

15、懸浮在空氣中，空氣動力學(xué)當量直徑10m的顆粒物。 氮氧化物(以NOX計)：指空氣中主要以一氧化氮和二氧化氮形式存在的氮的氧化物。 鉛(Pb)：指存在于總懸浮顆粒物中的鉛及其化合物。 苯并(a)芘(BaP)：指存在于可吸入顆粒物中的苯并a芘。 氟化物(以F計)：以氣態(tài)及顆粒態(tài)形式存在的無機氟化物。 汽車排放與控制技術(shù)汽車排放與控制技術(shù)太原理工大學(xué)車輛工程系太原理工大學(xué)車輛工程系 22太原理工大學(xué)機械工程學(xué)院太原理工大學(xué)機械工程學(xué)院 GB 3095-2012修訂的主要內(nèi)容有： 調(diào)整了環(huán)境空氣功能區(qū)分類，將三類區(qū)并入二類區(qū)； 增設(shè)了細顆粒物PM2.5（粒徑小于等于2.5m）濃度限值和臭氧O38小時平

16、均濃度限值； 調(diào)整了可吸入顆粒物PM10（粒徑小于等于10m）、二氧化氮、鉛和苯并a芘等的濃度限值； 調(diào)整了數(shù)據(jù)統(tǒng)計的有效性規(guī)定。 汽車排放與控制技術(shù)汽車排放與控制技術(shù)太原理工大學(xué)車輛工程系太原理工大學(xué)車輛工程系 23太原理工大學(xué)機械工程學(xué)院太原理工大學(xué)機械工程學(xué)院GB 3095-2012將環(huán)境空氣功能區(qū)分為二類：一類區(qū)為自然保護區(qū)、風(fēng)景名勝區(qū)和其他需要特殊保護的區(qū)域；二類區(qū)為居住區(qū)、商業(yè)交通居民混合區(qū)、文化區(qū)、工業(yè)區(qū)和農(nóng)村地區(qū)。一類區(qū)適用一級濃度限值，二類區(qū)適用二級濃度限值。 汽車排放與控制技術(shù)汽車排放與控制技術(shù)太原理工大學(xué)車輛工程系太原理工大學(xué)車輛工程系 24太原理工大學(xué)機械工程學(xué)院太原理

17、工大學(xué)機械工程學(xué)院環(huán)境空氣污染物基本項目濃度限值環(huán)境空氣污染物基本項目濃度限值 序號污染物項目平均時間濃度限值單位一級二級1二氧化硫（SO2）年平均2060g/m324小時平均501501小時平均1505002二氧化氮（NO2）年平均404024小時平均80801小時平均2002003一氧化碳（CO）24小時平均44mg/m31小時平均10104臭氧（O3）日最大 8小時平均100160g/m31小時平均1602005顆粒物（粒徑小于等于 10m）年平均407024小時平均501506顆粒物（粒徑小于等于 2.5m）年平均153524小時平均3575汽車排放與控制技術(shù)汽車排放與控制技術(shù)太原理工

18、大學(xué)車輛工程系太原理工大學(xué)車輛工程系 25太原理工大學(xué)機械工程學(xué)院太原理工大學(xué)機械工程學(xué)院環(huán)境空氣污染物其他項目濃度限值環(huán)境空氣污染物其他項目濃度限值 序號染物項目平均時間濃度限值單位一級二級1總懸浮顆粒物（TSP）年平均80200g/m324小時平均1203002氮氧化物（NOx）年平均505024小時平均1001001小時平均2502503鉛（Pb）年平均0.50.5季平均114苯并a芘（BaP）年平均0.0010.00124小時平均0.00250.0025汽車排放與控制技術(shù)汽車排放與控制技術(shù)太原理工大學(xué)車輛工程系太原理工大學(xué)車輛工程系 26太原理工大學(xué)機械工程學(xué)院太原理工大學(xué)機械工程學(xué)院

19、 2011年12月，位于北京的美國駐華大使館監(jiān)測到高達522ug/m3的PM2.5瞬時濃度，對應(yīng)的空氣質(zhì)量指數(shù)已經(jīng)超過上限值。這也是繼2010年11月21日后，美使館監(jiān)測到的PM2.5瞬時濃度的第二次“爆表”。汽車排放與控制技術(shù)汽車排放與控制技術(shù)太原理工大學(xué)車輛工程系太原理工大學(xué)車輛工程系 27太原理工大學(xué)機械工程學(xué)院太原理工大學(xué)機械工程學(xué)院汽車排放與控制技術(shù)汽車排放與控制技術(shù)太原理工大學(xué)車輛工程系太原理工大學(xué)車輛工程系 28太原理工大學(xué)機械工程學(xué)院太原理工大學(xué)機械工程學(xué)院汽車排放與控制技術(shù)汽車排放與控制技術(shù)太原理工大學(xué)車輛工程系太原理工大學(xué)車輛工程系 29太原理工大學(xué)機械工程學(xué)院太原理工大學(xué)

20、機械工程學(xué)院汽車排放與控制技術(shù)汽車排放與控制技術(shù)太原理工大學(xué)車輛工程系太原理工大學(xué)車輛工程系 30太原理工大學(xué)機械工程學(xué)院太原理工大學(xué)機械工程學(xué)院表表1 空氣污染指數(shù)對應(yīng)的污染物濃度限值空氣污染指數(shù)對應(yīng)的污染物濃度限值空氣污染指數(shù)的定義及分級限值空氣污染指數(shù)的定義及分級限值A(chǔ)PI（Air Pollution Index的英文縮寫）是空氣污染指數(shù)，的英文縮寫）是空氣污染指數(shù)，我國城市空氣質(zhì)量日報我國城市空氣質(zhì)量日報API分級標準如表分級標準如表1：污染指數(shù)污染物濃度（mg/m3）APISO2日均值NO2日均值PM10日均值CO小時均值O3小時均值500.0500.0800.05050.12010

21、00.1500.1200.150100.2002000.8000.2800.350600.4003001.6000.5650.420900.8004002.1000.7500.5001201.0005002.6200.9400.6001501.200汽車排放與控制技術(shù)汽車排放與控制技術(shù)太原理工大學(xué)車輛工程系太原理工大學(xué)車輛工程系 31太原理工大學(xué)機械工程學(xué)院太原理工大學(xué)機械工程學(xué)院 空氣污染指數(shù)劃分為050、51100、101150、151200、201250、251300和大于300七檔，對應(yīng)于空氣質(zhì)量的七個級別，指數(shù)越大，級別越高，說明污染越嚴重，對人體健康的影響也越明顯。 汽車排放與控制

22、技術(shù)汽車排放與控制技術(shù)太原理工大學(xué)車輛工程系太原理工大學(xué)車輛工程系 32太原理工大學(xué)機械工程學(xué)院太原理工大學(xué)機械工程學(xué)院 空氣質(zhì)量指數(shù)（空氣質(zhì)量指數(shù)（Air Quality Index，簡，簡稱稱AQI）是定量描述空氣質(zhì)量狀況的無量綱）是定量描述空氣質(zhì)量狀況的無量綱指數(shù)。針對單項污染物的還規(guī)定了空氣質(zhì)指數(shù)。針對單項污染物的還規(guī)定了空氣質(zhì)量分指數(shù)（量分指數(shù)（Individual Air Quality Index，簡稱簡稱IAQI）。利用空氣質(zhì)量指數(shù)可以直觀）。利用空氣質(zhì)量指數(shù)可以直觀地評價大氣環(huán)境質(zhì)量狀況并指導(dǎo)空氣污染地評價大氣環(huán)境質(zhì)量狀況并指導(dǎo)空氣污染的控制和管理。的控制和管理。 汽車排放與

23、控制技術(shù)汽車排放與控制技術(shù)太原理工大學(xué)車輛工程系太原理工大學(xué)車輛工程系 33太原理工大學(xué)機械工程學(xué)院太原理工大學(xué)機械工程學(xué)院 2012年上半年出臺規(guī)定，將用空氣質(zhì)量指數(shù)（年上半年出臺規(guī)定，將用空氣質(zhì)量指數(shù)（AQI）替代原）替代原有的空氣污染指數(shù)（有的空氣污染指數(shù)（API）。）。AQI共分六級，從一級優(yōu)，二共分六級，從一級優(yōu)，二級良，三級輕度污染，直至五級重度污染，六級嚴重污染。級良，三級輕度污染，直至五級重度污染，六級嚴重污染。 AQI與原來發(fā)布的空氣污染指數(shù)（與原來發(fā)布的空氣污染指數(shù)（API）有著很大的區(qū)別。）有著很大的區(qū)別。AQI分級計算參考的標準是新的環(huán)境空氣質(zhì)量標準（分級計算參考的標準

24、是新的環(huán)境空氣質(zhì)量標準（GB3095-2012），參與評價的污染物為），參與評價的污染物為SO2、NO2、PM10、PM2.5、O3、CO等六項；而等六項；而API分級計算參考的標準是分級計算參考的標準是老的環(huán)境空氣質(zhì)量標準（老的環(huán)境空氣質(zhì)量標準（GB3095-1996），評價的污染物），評價的污染物僅為僅為SO2、NO2和和PM10等三項，且等三項，且AQI采用分級限制標準采用分級限制標準更嚴。因此更嚴。因此AQI較較API監(jiān)測的污染物指標更多，其評價結(jié)果監(jiān)測的污染物指標更多，其評價結(jié)果更加客觀。更加客觀。汽車排放與控制技術(shù)汽車排放與控制技術(shù)太原理工大學(xué)車輛工程系太原理工大學(xué)車輛工程系 34

25、太原理工大學(xué)機械工程學(xué)院太原理工大學(xué)機械工程學(xué)院汽車排放與控制技術(shù)汽車排放與控制技術(shù)太原理工大學(xué)車輛工程系太原理工大學(xué)車輛工程系 35太原理工大學(xué)機械工程學(xué)院太原理工大學(xué)機械工程學(xué)院汽車排放與控制技術(shù)汽車排放與控制技術(shù)太原理工大學(xué)車輛工程系太原理工大學(xué)車輛工程系 36太原理工大學(xué)機械工程學(xué)院太原理工大學(xué)機械工程學(xué)院太原太原9個監(jiān)測點（個監(jiān)測點（2013.7.22）汽車排放與控制技術(shù)汽車排放與控制技術(shù)太原理工大學(xué)車輛工程系太原理工大學(xué)車輛工程系 37太原理工大學(xué)機械工程學(xué)院太原理工大學(xué)機械工程學(xué)院中國汽車工業(yè)協(xié)會發(fā)布的汽車產(chǎn)銷數(shù)據(jù)顯示，中國汽車工業(yè)協(xié)會發(fā)布的汽車產(chǎn)銷數(shù)據(jù)顯示，2009年國產(chǎn)汽車產(chǎn)

26、銷突破年國產(chǎn)汽車產(chǎn)銷突破1300萬輛居世界第一。萬輛居世界第一。1.3 大氣污染與汽車大氣污染與汽車 汽車排放與控制技術(shù)汽車排放與控制技術(shù)太原理工大學(xué)車輛工程系太原理工大學(xué)車輛工程系 38太原理工大學(xué)機械工程學(xué)院太原理工大學(xué)機械工程學(xué)院 據(jù)中國汽車工業(yè)協(xié)會發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示: 2010年，中國汽車產(chǎn)銷雙雙超過1800萬輛，穩(wěn)居全球產(chǎn)銷第一，分別達到1826.47萬輛和1806.19萬輛，同比分別增長32.44%和32.37%。 2011年國產(chǎn)汽車產(chǎn)銷為1841.89萬輛和1850.51萬輛，分別增長0.84%和2.45%，比上年回落31.60和29.92個百分點，增速為13年來最低。 2012年，

27、我國汽車市場保持平穩(wěn)增長態(tài)勢，產(chǎn)銷量月月超過120萬輛，平均每月產(chǎn)銷突破150萬輛，我國全年累計生產(chǎn)汽車1927.18萬輛，同比增長4.6，銷售汽車1930.64萬輛，同比增長4.3，產(chǎn)銷同比增長率較2011年分別提高了3.8和1.8個百分點。 汽車排放與控制技術(shù)汽車排放與控制技術(shù)太原理工大學(xué)車輛工程系太原理工大學(xué)車輛工程系 39太原理工大學(xué)機械工程學(xué)院太原理工大學(xué)機械工程學(xué)院 截止2011年8月，我國汽車保有量首次突破1億輛。我國汽車的保有量如圖所示。 根據(jù)公安部最新通報：至根據(jù)公安部最新通報：至2012年底，全國機動車保有量年底，全國機動車保有量已達已達2.4億輛，機動車駕駛?cè)藬?shù)億輛，機動

28、車駕駛?cè)藬?shù)量已達量已達2.6億人。汽車保有量億人。汽車保有量1.2億輛，去年增長億輛，去年增長1510萬輛，增萬輛，增長量超過長量超過1999年底全國汽車保年底全國汽車保有量。有量。18個大中城市汽車保有個大中城市汽車保有量超過百萬。汽車駕駛?cè)耸状瓮涣砍^百萬。汽車駕駛?cè)耸状瓮黄破?億人，去年增長億人，去年增長2647萬人，萬人，增長量超過增長量超過1997年底汽車駕駛年底汽車駕駛?cè)丝偭?。人總量。汽車排放與控制技術(shù)汽車排放與控制技術(shù)太原理工大學(xué)車輛工程系太原理工大學(xué)車輛工程系 40太原理工大學(xué)機械工程學(xué)院太原理工大學(xué)機械工程學(xué)院汽車排放與控制技術(shù)汽車排放與控制技術(shù)太原理工大學(xué)車輛工程系太原理工

29、大學(xué)車輛工程系 41太原理工大學(xué)機械工程學(xué)院太原理工大學(xué)機械工程學(xué)院 目前大氣中38.5%的一氧化碳(CO)、21.7%的碳氫化合物(HC)、87.6%的氮氧化物(NOx)、6.2%的二氧化硫(SO2)、32%的微粒物(PM)均來自汽車廢氣排放，這些氣體均對人體有毒害。而城市大氣中，61%的CO、87%的HC、55%的NOx均來自汽車廢氣排放。汽車排放與控制技術(shù)汽車排放與控制技術(shù)太原理工大學(xué)車輛工程系太原理工大學(xué)車輛工程系 42太原理工大學(xué)機械工程學(xué)院太原理工大學(xué)機械工程學(xué)院2011年我國石油對外依存度達到年我國石油對外依存度達到56.5%，比比2010年上升了年上升了1.7個百分點。我國自從

30、個百分點。我國自從1993年首度成為石油凈進口國以來，中國年首度成為石油凈進口國以來，中國石油對外依存度由當年的石油對外依存度由當年的6%一路攀升，一路攀升，2009年突破年突破50%的警戒線。的警戒線。2012年我國生產(chǎn)的原油是年我國生產(chǎn)的原油是2億零億零400萬噸，萬噸，進口是進口是2億億8000萬噸，石油的對外依存度已萬噸，石油的對外依存度已經(jīng)是經(jīng)是58%左右。左右。 汽車排放與控制技術(shù)汽車排放與控制技術(shù)太原理工大學(xué)車輛工程系太原理工大學(xué)車輛工程系 43太原理工大學(xué)機械工程學(xué)院太原理工大學(xué)機械工程學(xué)院“汽車的確給人們的出行和生活增加了許汽車的確給人們的出行和生活增加了許多方便，沒有理由制

31、止人們?nèi)碛?。中國多方便，沒有理由制止人們?nèi)碛小Ｖ袊@么多人口，恐怕一億輛私家車也打不住這么多人口，恐怕一億輛私家車也打不住。但由此帶來的能源安全和環(huán)境污染的擔。但由此帶來的能源安全和環(huán)境污染的擔憂也是必須面對的。憂也是必須面對的?！逼嚺欧排c控制技術(shù)汽車排放與控制技術(shù)太原理工大學(xué)車輛工程系太原理工大學(xué)車輛工程系 44太原理工大學(xué)機械工程學(xué)院太原理工大學(xué)機械工程學(xué)院1.4 汽車發(fā)動機汽車發(fā)動機排放污染物及危害排放污染物及危害汽車排放與控制技術(shù)汽車排放與控制技術(shù)太原理工大學(xué)車輛工程系太原理工大學(xué)車輛工程系 45太原理工大學(xué)機械工程學(xué)院太原理工大學(xué)機械工程學(xué)院 內(nèi)燃機用碳氫化合物燃料在燃燒室內(nèi)內(nèi)

32、燃機用碳氫化合物燃料在燃燒室內(nèi)完全完全燃燒燃燒時，如果不考慮燃料中的微量雜質(zhì)，將只產(chǎn)生二時，如果不考慮燃料中的微量雜質(zhì)，將只產(chǎn)生二氧化碳氧化碳(CO2)和水蒸氣和水蒸氣(H2O)。水在地球上大量存。水在地球上大量存在，內(nèi)燃機排出的水分不會對地球水循環(huán)構(gòu)成重在，內(nèi)燃機排出的水分不會對地球水循環(huán)構(gòu)成重大影響。至于大影響。至于CO2，過去并不認為它是一種污染，過去并不認為它是一種污染物，但因為含碳化石燃料的大量使用，使地球的物，但因為含碳化石燃料的大量使用，使地球的碳循環(huán)失衡，加劇了碳循環(huán)失衡，加劇了“溫室效應(yīng)溫室效應(yīng)”，引起全人類，引起全人類的關(guān)注。的關(guān)注。汽車排放與控制技術(shù)汽車排放與控制技術(shù)太原

33、理工大學(xué)車輛工程系太原理工大學(xué)車輛工程系 46太原理工大學(xué)機械工程學(xué)院太原理工大學(xué)機械工程學(xué)院 二氧化碳二氧化碳CO2在大氣中比例只有萬分之幾，它不但對在大氣中比例只有萬分之幾，它不但對人體無害，而且對人類來說，它幾乎和氧氣有同等重要作人體無害，而且對人類來說，它幾乎和氧氣有同等重要作用，提高用，提高CO2濃度可增強植物的光合作用。濃度可增強植物的光合作用。 但是世界工業(yè)化進程引起的能源大量消耗，導(dǎo)致大氣但是世界工業(yè)化進程引起的能源大量消耗，導(dǎo)致大氣CO2的劇增。其中的劇增。其中30%約來自汽車排氣。因約來自汽車排氣。因CO2對紅外熱對紅外熱輻射的吸收而形成的溫室效應(yīng)，會使全球氣溫上升、南北輻

34、射的吸收而形成的溫室效應(yīng)，會使全球氣溫上升、南北極冰層溶化；海平面上升；大陸腹地沙漠趨勢加劇，是人極冰層溶化；海平面上升；大陸腹地沙漠趨勢加劇，是人類和動植物賴以生存的生態(tài)環(huán)境遭到破壞。類和動植物賴以生存的生態(tài)環(huán)境遭到破壞。 因此近年來對因此近年來對CO2的控制也已上升為汽車排放研究的的控制也已上升為汽車排放研究的重要課題。重要課題。汽車排放與控制技術(shù)汽車排放與控制技術(shù)太原理工大學(xué)車輛工程系太原理工大學(xué)車輛工程系 47太原理工大學(xué)機械工程學(xué)院太原理工大學(xué)機械工程學(xué)院 實際上，燃料在內(nèi)燃機中不可能完全燃燒。實際上，燃料在內(nèi)燃機中不可能完全燃燒。內(nèi)燃機一般轉(zhuǎn)速很高，燃料燃燒過程占有的時間內(nèi)燃機一般

35、轉(zhuǎn)速很高，燃料燃燒過程占有的時間極短，燃料與空氣不可能混合得完全均勻，燃料極短，燃料與空氣不可能混合得完全均勻，燃料的氧化反應(yīng)不可能完全。排氣中會出現(xiàn)不完全燃的氧化反應(yīng)不可能完全。排氣中會出現(xiàn)不完全燃燒產(chǎn)物，例如燒產(chǎn)物，例如一氧化碳(CO)和未完全燃燒甚至完和未完全燃燒甚至完全未燃燒的全未燃燒的碳氫化合物(HC)。 內(nèi)燃機最高燃燒溫度往往達內(nèi)燃機最高燃燒溫度往往達2000以上，使以上，使空氣中的氮在高溫下氧化生成各種空氣中的氮在高溫下氧化生成各種氮氧化物(NOx)。 缺氧的燃料在高溫高壓環(huán)境下會發(fā)生裂解、脫缺氧的燃料在高溫高壓環(huán)境下會發(fā)生裂解、脫氫，最后生成氫，最后生成碳煙粒子。汽車排放與控制

36、技術(shù)汽車排放與控制技術(shù)太原理工大學(xué)車輛工程系太原理工大學(xué)車輛工程系 48太原理工大學(xué)機械工程學(xué)院太原理工大學(xué)機械工程學(xué)院汽車主要污染物汽車主要污染物 通常汽車排放的污染物以及與交通源相關(guān)的主要污染物通常汽車排放的污染物以及與交通源相關(guān)的主要污染物有：一氧化碳（有：一氧化碳（CO）、氮氧化合物（）、氮氧化合物（NOX）、碳氫化合物）、碳氫化合物（HC）和微粒）和微粒(PM)等。等。 汽車排放與控制技術(shù)汽車排放與控制技術(shù)太原理工大學(xué)車輛工程系太原理工大學(xué)車輛工程系 49太原理工大學(xué)機械工程學(xué)院太原理工大學(xué)機械工程學(xué)院一氧化碳一氧化碳一氧化碳（CO）無色無臭，是一種窒息性的有毒氣體。產(chǎn)生條件：局部缺

37、氧或低溫條件下，由于烴不能完全燃燒而產(chǎn)生的。汽車排放與控制技術(shù)汽車排放與控制技術(shù)太原理工大學(xué)車輛工程系太原理工大學(xué)車輛工程系 50太原理工大學(xué)機械工程學(xué)院太原理工大學(xué)機械工程學(xué)院 CO與血液中血紅素與血液中血紅素(Hb)的親和力是氧氣的親和力是氧氣的的300倍，因而倍，因而CO能很快和能很快和Hb結(jié)合形成結(jié)合形成碳氧血紅素蛋白(CO-Hb)。因此當吸入。因此當吸入CO后，血液吸收和運送氧的能力降低，導(dǎo)致后，血液吸收和運送氧的能力降低，導(dǎo)致頭暈、頭痛等中毒癥狀。當吸入頭暈、頭痛等中毒癥狀。當吸入CO氣體氣體的體積分數(shù)達到的體積分數(shù)達到0.3%時，可致人死亡。時，可致人死亡。 生成生成CO的主要原

38、因是的主要原因是CH燃料的不完全燃燃料的不完全燃燒，除此之外，在燃燒過程中局部高溫?zé)釤酥?，在燃燒過程中局部高溫?zé)岱纸庖彩侵饕?。分解也是主要原因?汽車排放與控制技術(shù)汽車排放與控制技術(shù)太原理工大學(xué)車輛工程系太原理工大學(xué)車輛工程系 51太原理工大學(xué)機械工程學(xué)院太原理工大學(xué)機械工程學(xué)院表表1-2 不同體積分數(shù)的不同體積分數(shù)的CO對人體健康的影響對人體健康的影響CO體積分數(shù)(10-6)對人體健康的影響CO體積分數(shù)(10-6)對人體健康的影響5103040對呼吸道患者有影響人滯留8h，視力及神經(jīng)系統(tǒng)出現(xiàn)障礙，血液中CO-Hb=5%人滯留8h，出現(xiàn)氣喘12025050030001h接觸，中毒，

39、血液中CO-Hb10%2h接觸，頭痛，血液中CO-Hb=40%2h接觸，劇烈心痛、眼花、虛脫30min即死亡汽車排放與控制技術(shù)汽車排放與控制技術(shù)太原理工大學(xué)車輛工程系太原理工大學(xué)車輛工程系 52太原理工大學(xué)機械工程學(xué)院太原理工大學(xué)機械工程學(xué)院碳氫化合物未燃和未完全燃燒的燃油潤滑油及其裂解產(chǎn)物和部分氧化物碳氫化合物碳氫化合物HC還包括供油系中燃料的蒸發(fā)和滴漏。飽和烴一般危害不大。不飽和烴卻有很大的危害性。HC是產(chǎn)生光化學(xué)煙霧的重要成分。汽車排放與控制技術(shù)汽車排放與控制技術(shù)太原理工大學(xué)車輛工程系太原理工大學(xué)車輛工程系 53太原理工大學(xué)機械工程學(xué)院太原理工大學(xué)機械工程學(xué)院汽車排放與控制技術(shù)汽車排放與

40、控制技術(shù)太原理工大學(xué)車輛工程系太原理工大學(xué)車輛工程系 54太原理工大學(xué)機械工程學(xué)院太原理工大學(xué)機械工程學(xué)院氮氧化物氮氧化物NOXNO占95%，無色無味，毒性不大。NO2只占少量，對人體影響甚大。 氮氧化物指的是只由氮氧化物指的是只由氮氮、氧氧兩種兩種元素元素組成的組成的化合物化合物。作為。作為空氣污染空氣污染物的物的氮氧化物（氮氧化物（NOx）常指）常指NO和和NO2。 汽車排放與控制技術(shù)汽車排放與控制技術(shù)太原理工大學(xué)車輛工程系太原理工大學(xué)車輛工程系 55太原理工大學(xué)機械工程學(xué)院太原理工大學(xué)機械工程學(xué)院 NO是無色無味氣體，只有輕度刺激性，毒性不大，高濃度時會造成中樞神經(jīng)的輕度障礙，雖然氣體內(nèi)

41、存在的NO毒性較小，但NO剛從發(fā)動機排出時，很快氧化成毒性較大的NO2等其它氮氧化合物。NO2 與血液中的血紅素的結(jié)合能力比CO還強。NO2是一種紅棕色氣體，對呼吸道有強烈的刺激作用，對人體影響甚大。NO2吸入人體后和血液中血紅素蛋白Hb 結(jié)合，使血液輸氧能力下降，會損害心臟、肝、腎等器官。汽車排放與控制技術(shù)汽車排放與控制技術(shù)太原理工大學(xué)車輛工程系太原理工大學(xué)車輛工程系 56太原理工大學(xué)機械工程學(xué)院太原理工大學(xué)機械工程學(xué)院 同時，二氧化氮還是產(chǎn)生酸雨和引起氣候變化的主要原因。同時，二氧化氮還是產(chǎn)生酸雨和引起氣候變化的主要原因。另外，另外，HC和和NOx在大氣環(huán)境中受強烈太陽光紫外線照射后，在大

42、氣環(huán)境中受強烈太陽光紫外線照射后，會生成新的污染物會生成新的污染物光化學(xué)煙霧光化學(xué)煙霧。表表1-3 不同體積分數(shù)不同體積分數(shù)NO2對人體健康的影響對人體健康的影響 NO2體積分數(shù)(10-6)對人體健康的影響NO2體積分數(shù)(10-6)對人體健康的影響15101550聞到臭味聞到強臭味10min，眼、鼻、呼吸道受到刺激1min內(nèi)人呼吸困難801502503min，感到胸悶、惡心在3060 min內(nèi)因肺水腫而死亡很快死亡汽車排放與控制技術(shù)汽車排放與控制技術(shù)太原理工大學(xué)車輛工程系太原理工大學(xué)車輛工程系 57太原理工大學(xué)機械工程學(xué)院太原理工大學(xué)機械工程學(xué)院光化學(xué)煙霧光化學(xué)煙霧（photo chemica

43、l smog） 汽車排放與控制技術(shù)汽車排放與控制技術(shù)太原理工大學(xué)車輛工程系太原理工大學(xué)車輛工程系 58太原理工大學(xué)機械工程學(xué)院太原理工大學(xué)機械工程學(xué)院 概念：主要含有氮氧化物和碳氫化合物等一次性污染物的大氣，在陽光照射下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生的二次污染物，這種由一次污染物和二次污染物的混合物所形成的煙霧污染現(xiàn)象，稱為光化學(xué)煙霧，因最早在1940年的美國洛杉磯首先發(fā)現(xiàn)，因此又稱為洛杉磯煙霧。汽車排放與控制技術(shù)汽車排放與控制技術(shù)太原理工大學(xué)車輛工程系太原理工大學(xué)車輛工程系 59太原理工大學(xué)機械工程學(xué)院太原理工大學(xué)機械工程學(xué)院光化學(xué)煙霧光化學(xué)煙霧（photo chemical smog） 光化學(xué)煙霧的形

44、成：光化學(xué)煙霧的形成： 根據(jù)氮氧化物和根據(jù)氮氧化物和碳氫化合物的轉(zhuǎn)化過程，只要大氣中碳氫化合物的轉(zhuǎn)化過程，只要大氣中存在三個條件：存在三個條件： 強烈的太陽光強烈的太陽光+碳氫碳氫化合物化合物+氮氧化合物時，就會由光化學(xué)氮氧化合物時，就會由光化學(xué)反應(yīng)引發(fā)一系列的化學(xué)過程，產(chǎn)生一反應(yīng)引發(fā)一系列的化學(xué)過程，產(chǎn)生一些氧化性很強的物質(zhì)，如些氧化性很強的物質(zhì)，如臭氧臭氧O3 、過過氧?；跛猁}氧?；跛猁}PAN，硝酸，硝酸 HNO3，過，過氧化氫氧化氫 H2O2等二次污染物，該過程等二次污染物，該過程實際就是光化學(xué)煙霧的形成過程。實際就是光化學(xué)煙霧的形成過程。汽車排放與控制技術(shù)汽車排放與控制技術(shù)太原理工

45、大學(xué)車輛工程系太原理工大學(xué)車輛工程系 60太原理工大學(xué)機械工程學(xué)院太原理工大學(xué)機械工程學(xué)院 光化學(xué)煙霧具有刺激性，呈淺藍色。它包含有臭氧光化學(xué)煙霧具有刺激性，呈淺藍色。它包含有臭氧(O3)、醛類、硝酸酯類、醛類、硝酸酯類(PAN)等多種復(fù)雜化合物。這些化等多種復(fù)雜化合物。這些化合物都是光化學(xué)反應(yīng)生成的合物都是光化學(xué)反應(yīng)生成的二次污染物。當遇到低溫或不。當遇到低溫或不利于擴散的氣象條件時，煙霧會積聚不散，造成大氣污染利于擴散的氣象條件時，煙霧會積聚不散，造成大氣污染事件。這種污染事件最早出現(xiàn)在美國洛杉磯，所以又稱事件。這種污染事件最早出現(xiàn)在美國洛杉磯，所以又稱洛洛杉磯光化學(xué)煙霧杉磯光化學(xué)煙霧。

46、在光化學(xué)煙霧中，在光化學(xué)煙霧中，O3約占約占85以上。以上。 O3是強氧化劑是強氧化劑，能使植物變黑直至枯死，能使橡膠開裂，它有特別的臭，能使植物變黑直至枯死，能使橡膠開裂，它有特別的臭味，日光輻射強度是形成光化學(xué)煙霧的重要條件，因此每味，日光輻射強度是形成光化學(xué)煙霧的重要條件，因此每年夏季是光化學(xué)煙霧的高發(fā)季節(jié)；在一天中，下午年夏季是光化學(xué)煙霧的高發(fā)季節(jié)；在一天中，下午2時前時前后是光化學(xué)煙霧達到峰值的時刻。后是光化學(xué)煙霧達到峰值的時刻。在汽車排氣污染嚴重的在汽車排氣污染嚴重的城市，大氣中臭氧濃度的增高，可視為光化學(xué)煙霧形成的城市，大氣中臭氧濃度的增高，可視為光化學(xué)煙霧形成的信號。信號。汽車

47、排放與控制技術(shù)汽車排放與控制技術(shù)太原理工大學(xué)車輛工程系太原理工大學(xué)車輛工程系 61太原理工大學(xué)機械工程學(xué)院太原理工大學(xué)機械工程學(xué)院 光化學(xué)煙霧對人體最突出的危害是刺激眼睛光化學(xué)煙霧對人體最突出的危害是刺激眼睛和上呼吸道粘膜，引起眼睛紅腫和喉炎，和上呼吸道粘膜，引起眼睛紅腫和喉炎， 當大氣中臭氧的濃度達到當大氣中臭氧的濃度達到2001000g/m3時時，會引起哮喘發(fā)作，導(dǎo)致上呼吸道疾病惡化，同，會引起哮喘發(fā)作，導(dǎo)致上呼吸道疾病惡化，同時也刺激眼睛，使視覺敏感度和視力降低；時也刺激眼睛，使視覺敏感度和視力降低； 濃度在濃度在4001600g/m3時，只要接觸時，只要接觸2h就會就會出現(xiàn)氣管刺激癥狀

48、，引起胸骨下疼痛和肺通透性出現(xiàn)氣管刺激癥狀，引起胸骨下疼痛和肺通透性降低，使機體缺氧；降低，使機體缺氧； 濃度再高，就會出現(xiàn)頭痛，并使肺部氣道變濃度再高，就會出現(xiàn)頭痛，并使肺部氣道變窄，出現(xiàn)肺氣腫。接觸時間過長，還會損害中樞窄，出現(xiàn)肺氣腫。接觸時間過長，還會損害中樞神經(jīng)，導(dǎo)致思維紊亂或引起肺水腫等。神經(jīng)，導(dǎo)致思維紊亂或引起肺水腫等。 汽車排放與控制技術(shù)汽車排放與控制技術(shù)太原理工大學(xué)車輛工程系太原理工大學(xué)車輛工程系 62太原理工大學(xué)機械工程學(xué)院太原理工大學(xué)機械工程學(xué)院表表1-6 不同體積分數(shù)不同體積分數(shù)O3對人體健康的影響對人體健康的影響 所以，我們必須采取一系列綜合性的措施來預(yù)防和減輕光化學(xué)煙

49、霧給人類造成的損害，但需要區(qū)別的是對流層臭氧與平流層臭氧。由內(nèi)燃機排放產(chǎn)生的臭氧是在近地面(012m)的對流層大氣中出現(xiàn)的，稱為對流層臭氧，對生態(tài)系統(tǒng)危害極大。而平流層的臭氧層距地面10km高，能吸收太陽的紫外線輻射，對人類和動植物起到非常有益的保護作用。O3體積分數(shù)(10-6)對人體健康的影響O3體積分數(shù)(10-6)對人體健康的影響0.020.20.20.5開始嗅到臭味1h聞到臭味3h6h視力下降1510501h會引起氣喘，2h會引起頭痛全身痛，麻痹引起肺氣腫30min即死亡汽車排放與控制技術(shù)汽車排放與控制技術(shù)太原理工大學(xué)車輛工程系太原理工大學(xué)車輛工程系 63太原理工大學(xué)機械工程學(xué)院太原理工

50、大學(xué)機械工程學(xué)院汽車排放與控制技術(shù)汽車排放與控制技術(shù)太原理工大學(xué)車輛工程系太原理工大學(xué)車輛工程系 64太原理工大學(xué)機械工程學(xué)院太原理工大學(xué)機械工程學(xué)院顆粒物或微粒顆粒物或微粒 (PM，particulate matter)顆粒物顆粒物(PM，particulate matter)的主要成分是碳的主要成分是碳煙、有機物質(zhì)及少量的鉛化合物、硫氧化物等。煙、有機物質(zhì)及少量的鉛化合物、硫氧化物等。顆顆粒物對人體健康的影響，主要取決于微粒的粒物對人體健康的影響，主要取決于微粒的濃度濃度、在空氣中暴露的、在空氣中暴露的時間時間及及粒徑大小粒徑大小。柴油機排氣中。柴油機排氣中的微粒比汽油機高出的微粒比汽油機

51、高出3060倍，因而一般說到微粒倍，因而一般說到微粒都是指柴油機微粒。都是指柴油機微粒。 汽車排放與控制技術(shù)汽車排放與控制技術(shù)太原理工大學(xué)車輛工程系太原理工大學(xué)車輛工程系 65太原理工大學(xué)機械工程學(xué)院太原理工大學(xué)機械工程學(xué)院 顆粒的粒徑大小是危害人體健康的另一重要因素，它主顆粒的粒徑大小是危害人體健康的另一重要因素，它主要表現(xiàn)在兩個方面：要表現(xiàn)在兩個方面： （1） 粒徑越小，越不易沉積，長期漂浮在大氣中容易粒徑越小，越不易沉積，長期漂浮在大氣中容易被吸入體內(nèi)，而且容易深入肺部。一般粒徑在被吸入體內(nèi)，而且容易深入肺部。一般粒徑在100m以以上的微粒會很快在大氣中沉降；上的微粒會很快在大氣中沉降；

52、10m以上的塵?？梢詼陨系膲m?？梢詼粼诤粑乐?；留在呼吸道中；510m的塵粒大部分會在呼吸道沉積的塵粒大部分會在呼吸道沉積，被分泌的粘液吸附，可以隨痰排出；小于，被分泌的粘液吸附，可以隨痰排出；小于5m的微粒的微粒能深入肺部；能深入肺部；0.010.10m的塵粒，的塵粒，50以上將沉積在以上將沉積在肺腔中，引起各種塵肺病。柴油機排放中的微粒，其粒肺腔中，引起各種塵肺病。柴油機排放中的微粒，其粒度一般小于度一般小于0.3m ，可長期懸浮在大氣中而不沉降，會，可長期懸浮在大氣中而不沉降，會深入人肺深部造成機械性超負荷，損傷肺內(nèi)各種通道的深入人肺深部造成機械性超負荷，損傷肺內(nèi)各種通道的自凈機制，

53、促進其他污染物的毒害作用。自凈機制，促進其他污染物的毒害作用。 （2）粒徑越小，粉塵比表面積越大，物理、化學(xué)活性）粒徑越小，粉塵比表面積越大，物理、化學(xué)活性越高，加劇了生理效應(yīng)的發(fā)生和發(fā)展。此外，塵粒的表越高，加劇了生理效應(yīng)的發(fā)生和發(fā)展。此外，塵粒的表面可以吸附空氣中的各種有害氣體及其他污染物，而成面可以吸附空氣中的各種有害氣體及其他污染物，而成為它們的載體，被吸入人體，也會對人體造成損害。為它們的載體，被吸入人體，也會對人體造成損害。 汽車排放與控制技術(shù)汽車排放與控制技術(shù)太原理工大學(xué)車輛工程系太原理工大學(xué)車輛工程系 66太原理工大學(xué)機械工程學(xué)院太原理工大學(xué)機械工程學(xué)院炭煙(soot) 炭煙是

54、柴油發(fā)動機燃料燃燒不完全的產(chǎn)物，汽車發(fā)動機的炭煙主要是指直徑0.110m的多孔性炭粒，其內(nèi)含有大量的黑色炭顆粒。燃燒中各種各樣的不完全燃燒產(chǎn)物可以以多種形式附著在多孔的活性很強的炭粒表面，這些附著在炭粒表面的物質(zhì)種類繁多，其中有些是致癌物質(zhì)。 炭煙能影響道路上的能見度，并因含有少量的帶有特殊臭味的乙醛，往往引起人們惡心和頭暈。 為此包括我國在內(nèi)的不少國家都規(guī)定了最大允許的煙度值，并規(guī)定了測量方法。汽車排放與控制技術(shù)汽車排放與控制技術(shù)太原理工大學(xué)車輛工程系太原理工大學(xué)車輛工程系 67太原理工大學(xué)機械工程學(xué)院太原理工大學(xué)機械工程學(xué)院硫氧化物 汽車內(nèi)燃機尾氣中硫氧化物的主要成分為二氧化硫（SO2）。

55、當汽車使用催化凈化裝置時，就算很少量的SO2也會逐漸在催化劑表面堆積，造成所謂催化劑中毒。 二氧化硫?qū)θ梭w健康有很大影響，刺激人體的眼和鼻粘膜等呼吸器官，引起鼻咽炎、氣管炎、支氣管炎、肺炎及哮喘病、肺心病等。 SO2還是形成酸雨的主要成分，也是影響城市能見度的主要原因之一。汽車排放與控制技術(shù)汽車排放與控制技術(shù)太原理工大學(xué)車輛工程系太原理工大學(xué)車輛工程系 68太原理工大學(xué)機械工程學(xué)院太原理工大學(xué)機械工程學(xué)院鉛化合物鉛化合物 發(fā)動機廢氣中的鉛化合物是為了改善發(fā)動機廢氣中的鉛化合物是為了改善汽油的抗爆性而加入的，他們以顆粒排入汽油的抗爆性而加入的，他們以顆粒排入大氣中，是污染大氣的有害物質(zhì)。當人們大氣中，是污染大氣的有害物質(zhì)。當人們吸入含有鉛微粒的空氣時，鉛逐漸在人體吸入含有鉛微粒的空氣時，鉛逐漸在人體